Определен способ контроля над отдельной молекулой — Naked Science
5 минут
Редакция
1

Определен способ контроля над отдельной молекулой

Ученые обнаружили способ манипуляции отдельными молекулами на протяжении миллионной миллиардной секунды. Это открывает возможности для контроля над материей на совершенно новом уровне.

30659489698_cf2397e639_b1
©Wikipedia

Ученые добились таких невероятных результатов при помощи сканирующего тоннельного микроскопа (СТМ) и набора результатов стандартного эксперимента, которые не имели смысла: увеличение электрического тока не приводило к ускоренной реакции, как обычно происходит в ходе аналогичных лабораторных испытаний.

 

Исследователи из Батского университета копнули глубже — и обнаружили, что наткнулись на способ контроля над отдельными молекулами посредством приближения кончика СТМ к изучаемой молекуле. Это может дать новые возможности для наномасштабных экспериментов и открытий. Результаты их исследования опубликованы в журнале Science.

 

«Наша работа предлагает новый путь к контролю над отдельными молекулами и их реакцией, — рассказывает физик Питер Слоун. — По сути, у нас есть новый набор, который мы можем установить в ходе нашего эксперимента. Экстремальная природа работы на таких масштабах осложняет весь процесс, но у нас есть высочайшее разрешение и воспроизводимость благодаря этой технике».

 

Обычно СТМ используют для создания очень точных двухмерных или трехмерных изображений поверхности на атомном уровне путем ее сканирования кончиком электрического зонда. В экспериментах, проведенных в Батском университете, отдельные электроны сталкивались с молекулой и реагировали на нее через очень слабый ток. Интересно, что необычные результаты, полученные в ходе одного из этих экспериментов, заметила член команды, физик Кристина Русимова, которая изучала результаты работы в свой выходной день.

 

Сканирующий туннельный микроскоп / © University of Bath

 

«Это были данные довольно стандартного эксперимента. Мы его проводили, так как думали, что больше ничего интересного не осталось — это была просто финальная проверка, — рассказывает Русимова. — Но мои данные выглядели неправильно: все графики должны были подниматься, а они опускались».

 

Аномалии в итоге привели к открытию: при удержании кончика зонда на расстоянии 600-800 триллионных метра от молекулы электрон отделялся после столкновения в 100 раз быстрее. Это означало, что отдельные молекулы толуола можно контролируемым способом поднять с кремниевой поверхности.

 

Исследователи считают, что между зондом микроскопа и молекулой создается новое наномасштабное квантовое состояние: появляется новый канал, по которому электрон может путешествовать быстрее, чем по молекуле, и который уменьшает вероятность возникновения реакции. Из этого также следует, что ученые могут сделать эксперимент активным, то есть у них есть возможность контролировать реакции и основывать на них новые работы.

 

Еще предстоит выяснить, что покажут новые эксперименты и какими будут новые открытия, но это определенно новый и волнующий шаг для физиков. Мы еще многого не знаем о наномасштабной физике, так что ученым пригодятся любые новые инструменты и методы, при помощи которых они смогут манипулировать изучаемыми объектами.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
Вчера, 09:45
4 минуты
Сергей Васильев

Глубоко в носоглотке ученые обнаружили новую — четвертую — пару крупных слюнных желез, о существовании которой ранее никто не подозревал.

7 часов назад
8 минут
Мария Азарова

Как показали авторы нового исследования, белок GATA6 участвует в регуляции волосяных фолликулов и может стать мишенью при лечении акне.

Вчера, 14:56
5 минут
Ольга Иванова

Международная группа ученых реконструировала события крупнейшего вымирания в истории Земли — пермско-триасового — и назвала ключевой, по ее мнению, фактор, который привел к катастрофе.

Вчера, 09:45
4 минуты
Сергей Васильев

Глубоко в носоглотке ученые обнаружили новую — четвертую — пару крупных слюнных желез, о существовании которой ранее никто не подозревал.

Позавчера, 12:21
4 минуты
Ольга Иванова

Международная группа ученых сделала рентгеновские снимки грудного отдела тела муравьев, проанализировав их мышцы и внутренний скелет. В результате исследователи выяснили, что сила этих насекомых связана с потерей способности летать.

16 октября
6 минут
Василий Парфенов

Несмотря на устоявшееся мнение, согласно которому газотурбинные двигатели (ГТД) почти достигли технологического совершенства и прироста характеристик более чем на единицы процентов в новых моделях ждать не стоит, инженеры продолжают искать способы радикально их улучшить. Компания GE Aviation уже до конца 2020 года собирается представить предсерийные экземпляры своих революционных силовых установок, которые должны быть на 20% долговечнее, на 35% экономичнее и будут иметь улучшенную на 80% энерговооруженность, чем предыдущие аналогичные модели.

28 сентября
29 минут
Александр Березин

Сентябрь 2020 года принес в Закавказье войну — столкновение Азербайджана и Нагорного Карабаха получило большой размах, общее число жертв, судя по всему, уже перевалило за сотню, а Ереван и Баку объявили мобилизацию (в Азербайджане — частичную). Объективного смысла в войне для самих участников нет. Баку не победит, но и Армения от конфликта ничего не выиграет. Пользу конфликт, однако, объективно принесет Турции, а также тем, кто поставляет в Азербайджан оружие. Возникает вопрос: почему война оказалась возможна, несмотря на дружественную позицию России к Армении, и зачем на нее пошли в Баку? И есть ли у Еревана разумный выход из назревающей бойни?

16 октября
6 минут
Денис Гордеев

Люди со второй и четвертой группами крови с большей вероятностью переболеют Covid-19 в тяжелой форме.

1 октября
39 минут
Александр Березин

После советской эпохи атомные реакторы перестали запускать в космос, но сегодня все постепенно меняется. К атомной энергетике для марсианских колоний примеривается Илон Маск, проекты лунных АЭС прорабатываются в России — и все несмотря на то, что в космосе условия для солнечной энергетики лучше, чем на нашей планете. Что заставляет космическую отрасль все чаще думать об атомных реакторах? Как ни странно, дело в том, что и ядерная энергетика в космосе становится еще важнее, чем на Земле. Попробуем разобраться почему.

[miniorange_social_login]

Комментарии

1 Комментарий

Тимур Вепринцев
17.12.2018
-
0
+
Жаль, нет ни слова о каких "реакции" всё время речь идет.
Подтвердить?
Лучшие материалы
Предстоящие мероприятия
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: